RU2138039C1 - Method of test of properties and diagnostics of breakdown of articles - Google Patents

Method of test of properties and diagnostics of breakdown of articles Download PDF

Info

Publication number
RU2138039C1
RU2138039C1 RU98113759A RU98113759A RU2138039C1 RU 2138039 C1 RU2138039 C1 RU 2138039C1 RU 98113759 A RU98113759 A RU 98113759A RU 98113759 A RU98113759 A RU 98113759A RU 2138039 C1 RU2138039 C1 RU 2138039C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
properties
products
signals
criterion
articles
Prior art date
Application number
RU98113759A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.А. Семашко
Е.Б. Мокрицкая
Б.Я. Мокрицкий
Сергей Федорович Филоненко
Original Assignee
Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН filed Critical Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Priority to RU98113759A priority Critical patent/RU2138039C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2138039C1 publication Critical patent/RU2138039C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: acoustic methods of nondestructive test of properties of articles. SUBSTANCE: given type of loading makes it possible to diagnose additionally prevailing mechanism of breakdown of material of article. Proposed method includes loading of articles with indenter, registration of signals of acoustic emission and test of properties of articles by energy parameter of signals of acoustic emission and by criterion Kp found by dependence Kp= lg(Ec2), where EC is energy of pulses, τ - is duration of pulses. Increased accuracy of test of properties of articles and provision for possibility of bringing mechanism of breakdown of material of article to light are achievable technical result of test of properties of articles by energy parameter of signals of acoustic emission reflecting consumption of energy for breakdown of material of article when it is loaded. EFFECT: increased accuracy of method. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля физико-механических и эксплуатационных свойств изделий, преимущественно изделий с покрытиями, в том числе металлорежущего инструмента с износостойкими покрытиями. Дополнительно позволяет выявить (диагностировать) превалирующий механизм (вязкое или хрупкое разрушение) разрушения материала изделия при данном виде нагружения. The invention relates to acoustic methods of non-destructive testing of physico-mechanical and operational properties of products, mainly products with coatings, including metal cutting tools with wear-resistant coatings. Additionally, it allows to identify (diagnose) the prevailing mechanism (viscous or brittle fracture) of the destruction of the product material with this type of loading.

Известно (А.с. СССР N 1536275) решение по контролю свойств материала изделий посредством определения адгезионной прочности покрытия, включающее в себя нагружение (скрайбированием) покрытия изделия и измерение площади отслоившегося покрытия, что служит мерой при контроле физико-механических свойств изделий. Недостатком решения являются его ограниченные возможности. It is known (A.S. USSR N 1536275) a solution to control the properties of the material of products by determining the adhesive strength of the coating, which includes loading (scribing) the coating of the product and measuring the area of the exfoliated coating, which serves as a measure for monitoring the physicomechanical properties of the products. The disadvantage of this solution is its limited capabilities.

Также известно (А. с. СССР N 1580229) решение по контролю адгезионной прочности покрытий, включающие в себя нагружение изделия с созданием механических напряжений вдоль поверхности раздела основы с покрытием, регистрацию сигналов акустической эмиссии (АЭ) при нагружении, где о свойствах материала судят по величине механических напряжений в момент резкого роста сигналов АЭ. Недостатком решения являются ограниченные возможности способа. It is also known (A.S. USSR N 1580229) a solution to control the adhesion strength of coatings, including loading the product with the creation of mechanical stresses along the interface between the coated substrate, recording acoustic emission signals (AE) during loading, where the properties of the material are judged by the value of mechanical stress at the time of a sharp increase in AE signals. The disadvantage of this solution is the limited possibilities of the method.

Наряду с этим известно (Виды разрушения при оценке адгезии методом скрайбирования. Failure modes in scrafch adhesion testing/ Bull S.Y.// Surface and Coat. Technol. -1991,- 50, Nl,- C.25-32 (англ.)) решение по диагностике (и прогнозированию) механизма разрушения материала изделий, включающее в себя нагружение изделия с покрытием посредством перемещения (скрайбирования) внедренного в изделие индентора, регистрацию сигналов АЭ в процессе разрушения материала изделия, оптический анализ размеров повреждений. О механизме разрушения судят по величине сигналов АЭ и площади разрушения, чем они больше, тем более превалирует хрупкий механизм разрушения. Недостатком решения являются ограниченные возможности способа (только оценка адгезионной прочности) и невысокая точность диагностирования (субъективность при оптическом анализе разрушений). Along with this, it is known (Types of destruction in the evaluation of adhesion by scribing. Failure modes in scrafch adhesion testing / Bull SY // Surface and Coat. Technol. -1991, - 50, Nl, - C.25-32 (English)) solution on the diagnosis (and prediction) of the mechanism of destruction of the material of products, which includes loading the coated product by moving (scribing) the indenter embedded in the product, recording AE signals during the destruction of the product material, and optical analysis of the size of the damage. The fracture mechanism is judged by the magnitude of the AE signals and the fracture area; the larger they are, the more the fragile fracture mechanism prevails. The disadvantage of this solution is the limited capabilities of the method (only an assessment of adhesive strength) and low diagnostic accuracy (subjectivity in the optical analysis of fractures).

Наиболее близким по мнению заявителя по технической сущности является решение (страницы 54-55 работы Кабалдин Ю.Г., Мокрицкий Б.Я., Семашко Н.А., Тараев С.П. "Современные методы конструирования, контроля качества и прогнозирование работоспособности режущего инструмента", Владивосток, изд-во ДВУ, 1990, 122 с.) согласно которому изделие нагружают индентором, одновременно с нагружением регистрируют сигналы акустической эмиссии, по параметрам сигналов контролируют свойства изделия, причем регистрируют сигналы от изделия и эталона, контролируют свойства изделия по трещиностойкости. Недостатком решения является относительно невысокая точность (сложно выделить информативные сигналы АЭ) оценки свойств изделия и ограниченная область применения (нужен эталон, не дает информации о механизме разрушения). Задачей заявляемого изобретения является расширение возможностей контроля свойств изделий и увеличение информативности сигналов АЭ при нагружении изделий. The closest according to the applicant in technical essence is the solution (pages 54-55 of the work Kabaldin Yu.G., Mokritsky B.Ya., Semashko N.A., Taraev S.P. "Modern methods of design, quality control and prediction of cutting performance instrument ", Vladivostok, publishing house of DVU, 1990, 122 pp.) according to which the product is loaded with an indenter, along with loading, acoustic emission signals are recorded, the properties of the product are controlled by the parameters of the signals, and signals from the product and the standard are recorded, their Twa products for fracture toughness. The disadvantage of this solution is the relatively low accuracy (it is difficult to distinguish informative AE signals) for evaluating the properties of a product and its limited scope (a standard is needed, it does not provide information about the fracture mechanism). The task of the invention is to expand the control of the properties of products and increase the information content of AE signals when loading products.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи состоит в выборе такого параметра сигналов АЭ, который повышает точность контроля свойств изделий и одновременно обеспечивает возможность выявления механизма разрушения материала изделий. The technical result achieved in the process of solving the problem lies in the choice of a parameter of AE signals that increases the accuracy of the control of product properties and at the same time provides the ability to identify the mechanism of destruction of the product material.

Технический результат достигается тем, что для контроля свойств изделий и диагностики механизма разрушения используется энергетический параметр сигналов АЭ, отражающий затраты энергии на разрушение материала изделия при его нагружении. При этом способ по существу является не разрушающим способом контроля, т.к. изделие в целом не разрушается и способно работать в силу того, что разрушение локализовано в поверхностных слоях материала изделия. The technical result is achieved by the fact that to control the properties of the products and diagnose the mechanism of destruction, the energy parameter of the AE signals is used, which reflects the energy costs for the destruction of the material of the product when it is loaded. Moreover, the method is essentially a non-destructive method of control, because the product as a whole is not destroyed and is able to work due to the fact that the destruction is localized in the surface layers of the product material.

Таким образом, заявляемый объект, как и прототип, включает в себя нагружение изделия индентором, одновременную с нагружением регистрацию сигналов акустической эмиссии, контроль свойств изделий по параметрам сигналов. Однако, заявляемый объект отличается тем, что в качестве параметра сигналов АЭ принимают энергию импульсов сигналов (она пропорциональна сигналам разрушения материала изделия) и длительность импульсов, а контроль производят по критерию

Figure 00000002
где Ec - энергия импульсов (b2•c) τ - их длительность, (с). При этом контроль свойств по трещиностойкости проводят по величине критерия Кp из условия: чем меньше величина, тем выше трещиностойкость. В том числе величину критерия Кp используют для диагностики разрушения (для выявления и диагностики механизма разрушения материала изделия) изделий по условию: при Кp < 2,8-3,0 превалирует (господствует) вязкое разрушение, при Кp >2,8-3,0 превалирует хрупкое разрушение (при Кp= 2,8-3,0 - вязко-хрупкое разрушение).Thus, the claimed object, like the prototype, includes loading the product with an indenter, simultaneously with loading the registration of acoustic emission signals, monitoring the properties of the products according to signal parameters. However, the claimed object is characterized in that, as a parameter of the AE signals, the energy of the pulses of the signals (it is proportional to the signals of destruction of the material of the product) and the duration of the pulses are taken, and the control is performed according to the criterion
Figure 00000002
where E c - pulse energy (b 2 • c) τ - their duration, (s). In this case, the control of properties by crack resistance is carried out according to the value of the criterion K p from the condition: the smaller the value, the higher the crack resistance. Including the value of the criterion K p is used to diagnose fracture (to identify and diagnose the mechanism of destruction of the material of the product) of products according to the condition: at K p <2.8-3.0, viscous fracture prevails (dominates), at K p > 2.8 -3.0 brittle fracture prevails (at К p = 2.8-3.0 - viscous-brittle fracture).

На фиг.1 показана схема классификации (разделения) сигналов АЭ. Figure 1 shows the classification scheme (separation) of AE signals.

На фиг. 2 показана взаимосвязь механизма разрушения изделия и критерия Кp разделения.In FIG. 2 shows the relationship of the mechanism of destruction of the product and the criterion K p separation.

Способ реализуют следующим способом. Изделия (брали инструментальные твердые сплавы без покрытия и с износостойкими покрытиями) подвергали нагружению индентором (на твердомере, специальном приборе) без разрушения (вдавливанием или скрайбированием) изделия. В процессе нагружения принимали сигналы акустической эмиссии, возбуждаемой деформацией или разрушением материала изделия, регистрировали различные (по аналогу, прототипу и заявляемому объекту) параметры сигналов акустической эмиссии с помощью аппаратуры (стандартных приборов либо через аналого-цифровой преобразователь, взаимодействующий с программируемой электронно-вычислительной машиной). В том числе регистрировали амплитуды Ai импульсов и длительности τi огибающих импульсов акустической эмиссии. С точки зрения пластичности материалов изделий огибающие импульсы делятся на два разных типа: А и В. Импульсы этих типов различаются принципиально. Тип А (примеры огибающих 1 и 2 импульсов (фиг. 1)) характеризуется малой амплитудой (A1 и A2) при значительной длительности (τ1 и τ2). Тип В характеризуется значительной амплитудой при малой длительности. По крайней мере отношение амплитуды к длительности у типа В значительно больше, чем у типа А. Физика процесса и калибровочные испытания показывают, что причины различия импульсов на указанные типы лежат в сути разрушения материала: тип А обусловлен процессами микропластической деформации, тип В обусловлен образованием и страгиванием микротрещин. В процессе роста образовавшейся микротрещины присутствует тот или другой тип.The method is implemented in the following way. Products (they took instrumental hard alloys without coating and with wear-resistant coatings) were subjected to loading by an indenter (on a hardness tester, a special device) without breaking (pressing or scribing) the product. During loading, acoustic emission signals were received, excited by deformation or destruction of the product material, various (by analogy, prototype and claimed object) parameters of acoustic emission signals were recorded using equipment (standard instruments or through an analog-to-digital converter interacting with a programmable electronic computer ) In particular, the amplitudes Ai of the pulses and the duration τ i of the envelopes of pulses of acoustic emission were recorded. From the point of view of the plasticity of the product materials, the envelope pulses are divided into two different types: A and B. The pulses of these types differ fundamentally. Type A (examples of envelopes 1 and 2 of pulses (Fig. 1)) is characterized by a small amplitude (A 1 and A 2 ) with significant duration (τ 1 and τ 2 ). Type B is characterized by significant amplitude at short duration. At least the ratio of the amplitude to the duration of type B is much larger than that of type A. The physics of the process and calibration tests show that the reasons for the difference in the pulses for these types lie in the destruction of the material: type A is caused by microplastic deformation processes, type B is caused by the formation and straining microcracks. In the process of growth of the formed microcracks, one or another type is present.

Регистрируемые сигналы акустической эмиссии подвергали в ЭВМ анализу (по пакету программ). В процессе анализа определяли плотность энергии Ecj и длительность регистрируемой последовательности (от 1 до последнего с промежуточными j-ми через выбранный шаг дискретизации) сигналов акустической эмиссии (далее АЭ):
Ecj= ΔτΣ(ΔuA i j )2, b2•c (1)
τj= ΔτL•Ej (2)
где Δτ - временной интервал дискретизации; Δu - цена деления разряда аналого-цифрового преобразователя (входная чувствительность); Aji- число разрядов аналого-цифрового преобразователя для i-го отсчета амплитуды j-го сигнала; LEj - длительность j-го сигнала в машинных отсчетах.
The recorded acoustic emission signals were subjected to computer analysis (software package). During the analysis, the energy density E cj and the duration of the recorded sequence (from 1 to the last with intermediate j-ths through the selected sampling step) of acoustic emission signals (hereinafter AE) were determined:
E cj = ΔτΣ (ΔuA i j ) 2 , b 2 • c (1)
τ j = ΔτL • E j (2)
where Δτ is the sampling time interval; Δu is the price of the division of the discharge of the analog-to-digital converter (input sensitivity); A j i - the number of bits of the analog-to-digital Converter for the i-th sample of the amplitude of the j-th signal; LE j is the duration of the j-th signal in machine samples.

Затем определяли критерии разделения импульсов (сигналов)

Figure 00000003

В физическом понимании он адекватен скорости изменения плотности энергии при нагружении. Из сущности анализа сигналов АЭ его можно назвать критерием разделения импульсов АЭ.Then determined the criteria for the separation of pulses (signals)
Figure 00000003

In physical terms, it is adequate to the rate of change of energy density during loading. From the essence of the analysis of AE signals, it can be called a criterion for separating AE pulses.

Затем изделия подвергали микрофрактографическому анализу (на электронном микроскопе) по поверхности, подвергавшейся воздействию индентора, и выявляли по следам разрушения характер (наличие и количество вырывов, трещин и т.д.) и вид (деформация, сдвиг, скол, отслоение и т.д.) разрушения микрообъемов изделий. Сопоставляли результаты Кp и результаты разрушения изделий. По ним судили о свойствах изделий, в частности о трещиностойкости (инструментальной основы, ее покрытия, покрытия вместе с основой) и превалирующем механизме разрушения.Then, the products were subjected to microfractographic analysis (using an electron microscope) over the surface exposed to the indenter, and the nature (presence and number of breaks, cracks, etc.) and type (deformation, shear, cleavage, peeling, etc.) were revealed by the fracture traces. .) destruction of microvolumes of products. We compared the results To p and the results of the destruction of products. They judged on the properties of products, in particular on crack resistance (tool base, its coating, coating together with the base) and the prevailing fracture mechanism.

Сущность изложенного метода контроля свойств изделий однозначно показывает, что поставленная задача решается, а технический результат достигается путем использования энергетического параметра Кp сигналов АЭ, адекватно отражающего энергетические затраты на разрушение материала при нагружении изделия.The essence of the above method of controlling the properties of products clearly shows that the problem is being solved, and the technical result is achieved by using the energy parameter K p of AE signals, which adequately reflects the energy costs of material destruction during loading of the product.

Пример 1 реализации способа. Example 1 of the implementation of the method.

Брали твердосплавные пластины марки ВК8, Т15К6 и ТТ10К8Б. Устанавливали на маятниковый прибор, задавали глубину (от 5 до 20 мкм) внедрения островершинного индентора, нагружали пластины. Принимали сигналы акустической эмиссии, через аналого-цифровой преобразователь вводили в ЭВМ. Сигналы регистрировали и подвергали обработке по пакету программ, определяли Ec, τ и Кp. Результаты контроля свойств изделий по Кp приведены в табл. 1. Поскольку задачей является расширение возможностей способа, то пытались в качестве контроля свойств оценить трещиностойкость (как и в прототипе) и механизм разрушения. Для сравнения использовали прототип, микрофрактографический анализ и испытания в реальных условиях работы (резание пластинами).They took carbide inserts of the VK8, T15K6 and TT10K8B brands. They were mounted on a pendulum device, the depth (from 5 to 20 μm) of the introduction of the peaked indenter was set, and the plates were loaded. Acoustic emission signals were received; through an analog-to-digital converter, they were introduced into a computer. The signals were recorded and processed using a software package; E c , τ, and K p were determined. The results of the control of product properties according to K p are given in table. 1. Since the objective is to expand the capabilities of the method, we tried to assess the crack resistance (as in the prototype) and the fracture mechanism as a control of properties. For comparison, we used a prototype, microfractographic analysis and tests in real working conditions (cutting with plates).

Выполним анализ данных табл. 1. Во-первых, величина критерия Кp выстраивает изделия в ту же последовательность (в ряд) по свойствам изделий, что и результаты фрактографического анализа, а также результаты испытаний при резании. Это позволяет сделать вывод, что величина Кp характеризует свойства изделий по трещиностойкости, т.е. выбранный параметр сигналов АЭ достаточно надежен. Во-вторых, он надежен в сравнении с прототипом (в нем та же последовательность изделий). В-третьих, анализ механизмов разрушения изделий при фрактографических исследованиях показывает, что в интервале 2,7<Кp<3,2 произошла смена механизма. Это требует дополнительного изучения. В-четвертых (это самое важное), различие в величинах площадей разрушения, в величинах износа, в величинах критерия Кp для изделий существенное. Но существенного различия по трещиностойкости изделий, определенной по способу-прототипу, нет. Из этого следует, что точность контроля свойств изделий по критерию Кp выше, чем по способу-прототипу, т.е. критерий Кp является более информативным параметром при контроле свойств, чем способ-прототип. Для подтверждения этого провели счет микротрещин в площади разрушения изделий. У ТТ10К8Б их оказалось 12, у ВК8 28 трещин, у Т 15К6 - 39 трещин, т.е. действительно критерий Кp характеризует трещиностойкость более точно, чем по способу-прототипу. В целом полученные данные позволяют сделать следующие выводы.Perform an analysis of the data table. 1. Firstly, the value of the criterion K p arranges the products in the same sequence (in a row) according to the properties of the products as the results of fractographic analysis, as well as test results during cutting. This allows us to conclude that the value of K p characterizes the properties of products by crack resistance, i.e. the selected parameter of the AE signals is quite reliable. Secondly, it is reliable in comparison with the prototype (it has the same product sequence). Thirdly, an analysis of the mechanisms of destruction of products during fractographic studies shows that in the range of 2.7 <K p <3.2 there was a change in the mechanism. This requires further study. Fourth (this is the most important), the difference in the values of the areas of destruction, in the values of wear, in the values of the criterion K p for the products is significant. But there is no significant difference in crack resistance of products, determined by the prototype method. From this it follows that the accuracy of the control of the properties of products by the criterion K p is higher than by the prototype method, i.e. criterion K p is a more informative parameter in the control of properties than the prototype method. To confirm this, microcracks were counted in the area of destruction of the products. TT10K8B had 12 of them, VK8 had 28 cracks, and T 15K6 had 39 cracks, i.e. Indeed, the criterion K p characterizes the fracture toughness more accurately than by the prototype method. In general, the data obtained allow us to draw the following conclusions.

1. Эксплуатационное свойство (работоспособность инструмента по величине износа) убывает в следующей последовательности: лучше у ТТ10К8Б, хуже у ВК8, еще хуже у Т15К6. В этой же последовательности возрастает величина Кp, т.е. чем меньше Кp, тем указанное эксплуатационное свойство изделия выше.1. The operational property (tool operability in terms of wear) decreases in the following sequence: it is better for TT10K8B, worse for VK8, worse for T15K6. In the same sequence, the value of K p increases, i.e. the smaller K p , the specified operational property of the product is higher.

2. Эксплуатационный показатель (трещиностойкость) изделий (известно, что трещиностойкость инструмента определяет его работоспособность) коррелирует (по количеству трещин, по площади разрушения) с критерием Кp, причем чем меньше величина Кp, тем выше (лучше) трещиностойкость.2. The performance indicator (crack resistance) of the products (it is known that the crack resistance of a tool determines its operability) correlates (in the number of cracks, in the fracture area) with the criterion K p , and the smaller the value of K p , the higher (better) the crack resistance.

Пример 2 реализации способа. Example 2 of the implementation of the method.

В примере ставилась цель - выявить можно ли по величине критерия Кp классифицировать механизм разрушения материала изделия (чего прототип не обеспечивает)? Для этого данных примера 1 недостаточно, но они на основе фиг. 2 показывают, что по величине критерия Кp можно судить о превалирующем механизме разрушения. Так в материале Т15К6 выявлено (фрактографическими исследованиями) 5-15% вязкого разрушения, остальное хрупкий механизм разрушения (и работоспособность самая низкая). В материале ВК8 выявлена большая доля вязкого разрушения (работоспособность низкая, но лучше чем у Т15К6, доля вязкого тоже выше чем у Т15К6). В материале ТТ10К8Б выявлено еще большая доля вязкого механизма (работоспособность самая высокая).In the example, the goal was to identify whether it is possible to classify the mechanism of destruction of the product material by the value of the criterion K p (which the prototype does not provide)? The data of Example 1 are insufficient for this, but they are based on FIG. 2 show that according to the magnitude of the criterion K p, one can judge the prevailing fracture mechanism. So in the material T15K6 revealed (fractographic studies) 5-15% of viscous fracture, the rest is a brittle fracture mechanism (and the lowest performance). A large proportion of viscous failure was revealed in VK8 material (working capacity is low, but better than for T15K6, the proportion of viscous is also higher than for T15K6). In the material TT10K8B, an even larger proportion of the viscous mechanism was revealed (the highest working capacity).

Были проведены дополнительные исследования. Изделия перед контролем свойств подвергали воздействию, влияющему на изменение свойств материала, а следовательно, и на механизм их разрушения. В качестве такого воздействия принята термообработка с различными режимами (время выдержки, температура). Механизм разрушения определяли по результатам фрактографических исследований, определяли долю (в %) вязкого и хрупкого разрушения. Считали, что если она превышает 50%, то превалирует тот или иной механизм разрушения. Additional studies have been conducted. Before the control of properties, the products were subjected to an effect affecting a change in the properties of the material, and, consequently, on the mechanism of their destruction. Heat treatment with various modes (exposure time, temperature) was adopted as such an effect. The fracture mechanism was determined by the results of fractographic studies, the proportion (in%) of viscous and brittle fracture was determined. It was believed that if it exceeds 50%, then this or that destruction mechanism prevails.

Так, по данным таблицы 1 видно, что у изделия Т15К6 подавляющим образом превалирует хрупкое разрушение. Попробуем выявить с какой величины критерия Кp преобладает хрупкий механизм. Данные таблицы 2 (все изделия взяты из одной партии) показывают, что, начиная с Кp>3,0, превалирует хрупкий механизм разрушения. Провели подобные опыты для сплавов ВК8 и ТТ10К8Б. Данные приведены в таблице 3. Значения в числителе приведены для ВК8, в знаменателе - для ТТ10К8Б. Из данных таблицы 3 и фиг.2 следуют выводы: 1. величины 2,8-3,0 критерия Кp являются разделительными между превалированием хрупкого либо вязкого механизмов; 2. при Кp<2,8-3,0 превалирует вязкий механизм разрушения; 3. при Кp>2,8-3,0 превалирует хрупкий механизм разрушения; 4. интервал значений Кp=2,8-3,0 соответствует вязко-хрупкому механизму разрушения.So, according to table 1, it is clear that brittle fracture prevails in the T15K6 product overwhelmingly. Let us try to identify with what value of the criterion K p a brittle mechanism prevails. The data in table 2 (all products are taken from one batch) show that, starting from K p > 3.0, the brittle fracture mechanism prevails. Conducted similar experiments for alloys VK8 and TT10K8B. The data are shown in table 3. The values in the numerator are for VK8, in the denominator are for TT10K8B. From the data of table 3 and figure 2 conclusions follow: 1. the values of 2.8-3.0 criteria To p are dividing between the prevalence of brittle or viscous mechanisms; 2. at K p <2.8-3.0, the viscous fracture mechanism prevails; 3. at K p > 2.8-3.0, the brittle fracture mechanism prevails; 4. the range of values of K p = 2.8-3.0 corresponds to a viscous-brittle fracture mechanism.

Для исключения субъективности при оценке доли механизмов разрушения фрактографическим методом (строки 2 в табл.2 и табл. 3) были проведены уточняющие опыты по контрольному способу (им принят способ по А.с. СССР N 1392447), позволяющему по разности микротвердостей оценить возможность реализации хрупкого механизма разрушения. Результаты приведены в строке 3 таблицы 3. Они подтверждают выводы. To eliminate subjectivity, when evaluating the fraction of fracture mechanisms by the fractographic method (lines 2 in Table 2 and Table 3), refinement experiments were carried out using the control method (he adopted the method according to A.S. USSR N 1392447), which makes it possible to evaluate the possibility of realizing the microhardness fragile fracture mechanism. The results are shown in row 3 of table 3. They confirm the conclusions.

Пример 3 реализации способа. Брали изделия (инструментальный твердый сплав без покрытия ВК8 и с различными покрытиями), материал покрытий которых существенно отличался. Подвергали аналогичным условиям нагружения, принимали, регистрировали и анализировали сигналы АЭ. Определяли критерий Кp. Следы разрушений исследовали фрактографическим методом. Проводили испытания при резании на работоспособность. Результаты сравнивали, табл. 4. Отметим, что в таблице 4 приведены данные по Кp при глубине внедрения, превышающей толщину покрытия.Example 3 of the implementation of the method. They took products (instrumental hard alloy without VK8 coating and with various coatings), the coating material of which was significantly different. Subjected to similar loading conditions, received, recorded and analyzed AE signals. The criterion K p was determined. Traces of damage were investigated by the fractographic method. Conducted tests when cutting for efficiency. The results were compared, table. 4. Note that table 4 shows the data for K p at a penetration depth exceeding the thickness of the coating.

Из данных таблицы 4 следует:
1. Изделия по величине критерия Кp располагаются в той же последовательности, что и по работоспособности (она адекватна трещиностойкости), т.е. точность контроля свойств у заявляемого способа выше.
From the data in table 4 follows:
1. Products according to the value of the criterion K p are located in the same sequence as in working capacity (it is adequate for crack resistance), i.e. the accuracy of the control of properties of the proposed method is higher.

2. Предлагаемый способ контроля свойств позволяет отличить изделие BK8+Zr+ZrN от изделия BK8+TiC, способ-прототип этого не позволяет сделать. 2. The proposed method of controlling properties allows us to distinguish the product BK8 + Zr + ZrN from the product BK8 + TiC, the prototype method does not allow this.

Пример 3 приведен в подтверждение примера 1, но при этом он показывает, что технологические возможности заявляемого способа шире, так как он позволяет провести контроль свойств по трещиностойкости изделий без покрытий, с одним слоем покрытия и с несколькими слоями покрытия. Example 3 is given in support of example 1, but it shows that the technological capabilities of the proposed method are wider, since it allows you to control the properties of crack resistance of products without coatings, with one coating layer and with several coating layers.

Claims (3)

1. Способ контроля свойств и диагностики разрушения изделий, включающий в себя нагружение изделий индектором, регистрацию сигналов акустической эмиссии в процессе нагружения, контроль свойств изделий по параметрам сигналов, отличающийся тем, что в качестве параметра принимают энергию импульсов сигналов, а контроль производят по критерию Кр, определяемому по зависимости Kp= lg(Ec2), где Ес - энергия импульсов, B2 • c. τ - длительность импульсов, с.1. A method of controlling properties and diagnosing destruction of products, which includes loading the products with an index, recording acoustic emission signals during loading, monitoring the properties of products according to signal parameters, characterized in that the energy of the signal pulses is taken as a parameter, and control is performed according to criterion K p , determined by the dependence K p = log (E c / τ 2 ), where E c - pulse energy, B 2 • c. τ is the pulse duration, s. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль свойств по трещиностойкости изделий проводят по величине критерия Кр из условия: чем меньше величина критерия, тем выше трещиностойкость.2. The method according to claim 1, characterized in that the control of the properties by crack resistance of the products is carried out according to the value of the criterion K p from the condition: the smaller the value of the criterion, the higher the crack resistance. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину критерия Кр используют для диагностики разрушения изделий из условия: при Кр < 2,8-3,0 превалирует вязкое разрушение, при Кр > 2,8-3,0 - хрупкое разрушение.3. The method according to claim 1, characterized in that the value of the criterion K p is used to diagnose the destruction of products from the condition: at K p <2.8-3.0, viscous failure prevails, at K p > 2.8-3.0 - brittle fracture.
RU98113759A 1998-07-07 1998-07-07 Method of test of properties and diagnostics of breakdown of articles RU2138039C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98113759A RU2138039C1 (en) 1998-07-07 1998-07-07 Method of test of properties and diagnostics of breakdown of articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98113759A RU2138039C1 (en) 1998-07-07 1998-07-07 Method of test of properties and diagnostics of breakdown of articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2138039C1 true RU2138039C1 (en) 1999-09-20

Family

ID=20208599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98113759A RU2138039C1 (en) 1998-07-07 1998-07-07 Method of test of properties and diagnostics of breakdown of articles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2138039C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539725C1 (en) * 2013-10-24 2015-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method for comparative evaluation of properties of materials based on length between dimple and main part of indenter trace during pendulum scribing
RU2543682C1 (en) * 2013-10-24 2015-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method for comparative evaluation of properties of materials from parameters of rebound dimple in indenter trace during pendulum scribing
RU2618760C1 (en) * 2015-11-16 2017-05-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", ФГБОУ ВПО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" Acoustic-emission method for early detecting damages in deformable aluminium alloys
RU2747473C1 (en) * 2020-04-03 2021-05-05 Общество С Ограниченной Ответственностью "Про Феррум" Method for predicting the resistance to cyclic loads of plate and belleville springs from spring steel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539725C1 (en) * 2013-10-24 2015-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method for comparative evaluation of properties of materials based on length between dimple and main part of indenter trace during pendulum scribing
RU2543682C1 (en) * 2013-10-24 2015-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method for comparative evaluation of properties of materials from parameters of rebound dimple in indenter trace during pendulum scribing
RU2618760C1 (en) * 2015-11-16 2017-05-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", ФГБОУ ВПО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" Acoustic-emission method for early detecting damages in deformable aluminium alloys
RU2747473C1 (en) * 2020-04-03 2021-05-05 Общество С Ограниченной Ответственностью "Про Феррум" Method for predicting the resistance to cyclic loads of plate and belleville springs from spring steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sekler et al. The scratch test: Different critical load determination techniques
Scruby An introduction to acoustic emission
Cawley et al. The mechanics of the coin-tap method of non-destructive testing
CN105628610B (en) Integrated equipment and detection method based on interfacial fracture toughness evaluation anchoring strength of coating
Randall The current state-of-the-art in scratch testing of coated systems
Kaphle Analysis of acoustic emission data for accurate damage assessment for structural health monitoring applications
EP1736766A3 (en) Method for handling and testing work pieces and device for carrying out the method
Dostál et al. Proportional monitoring of the acoustic emission in crypto-conditions
RU2138039C1 (en) Method of test of properties and diagnostics of breakdown of articles
Bahr et al. Relationships between acoustic emission signals and physical phenomena during indentation
Ollendorf et al. A comparative study of the mechanical properties of TiN coatings using the non-destructive surface acoustic wave method, scratch test and four-point bending test
RU2138038C1 (en) Method testing physical and mechanical properties of articles
Budano et al. Acoustic Emission data analysis to evaluate damage mechanisms in pipeline carbon steels
SU1670591A1 (en) Method of determining product coating plasticity
Takahashi et al. Acoustic-emission crack monitoring in fracture-toughness tests for AISI 4340 and SA533B steels: Purpose of this investigation was to examine the features of acoustic emission associated with the onset of subcritical crack extension and crack propagation
US6729175B2 (en) Test piece for inspection penetrant performance assessment and comparison
Idrissi et al. Detection of pitting corrosion of aluminium alloys by acoustic emission technique
RU2140075C1 (en) Process investigating properties of material of article
RU2751459C1 (en) Method for assessing the wear resistance of thin-layer ceramic coatings using the acoustic emission method
Taylor The effect of crack length on fatigue threshold
JP3091856B2 (en) How to evaluate the fatigue of structural materials
RU2140076C1 (en) Process of acoustic test of crack resistance of articles
JP2522131B2 (en) Method and apparatus for evaluating mechanical properties of coating
Hossain Acoustic emission source characterization of fatigue crack extension in steel bridge material
Bayer et al. Early detection of fatigue damage through ultrasonic non-destructive evaluation—Part II: Experimental